本书第3版是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

本书根据计算机图形学近十余年的重要进展，对内容进行了较大篇幅的扩充，增加了“基于视觉及人工智能的三维重建”“虚拟现实与增强现实”“计算机动画与游戏”“三维运动的碰撞处理”等章节，并在第1章中增加了“计算机图形输入输出设备与系统”一节。同时扩充了真实感图形显示领域的大量新内容。本书加入了对于计算机图形学重要工具OpenGL的介绍，并与相关章节的原理与算法相对照，以增强教材的实用性。

本书可作为高等学校计算机、数字媒体、动画等相关专业的基础教材，也可供计算机图形学或相关领域的爱好者参考。

前辅文
第1章 计算机图形学基本知识
  1.1 计算机图形学的概念
  1.2 计算机图形学的发展
  1.3 计算机图形学的应用
  1.4 计算机图形输入输出设备与系统
   1.4.1 计算机图形输入输出设备的分类
   1.4.2 计算机图形输入设备
   1.4.3 计算机图形输出设备
   1.4.4 计算机图形设备的组合系统
   1.4.5 设备未来发展趋势
  1.5 OpenGL基础知识
  习题
第2章 基本图形的生成与计算
  2.1 直线的生成算法
   2.1.1 直线DDA算法
   2.1.2 直线Bresenham算法
  2.2 圆的生成算法
   2.2.1 基础知识
   2.2.2 圆的Bresenham算法
  2.3 区域填充算法
   2.3.1 基础知识
   2.3.2 扫描线填色算法
   2.3.3 种子填色算法
  2.4 字符的生成
   2.4.1 点阵式字符
   2.4.2 矢量式字符
   2.4.3 方向编码式字符
   2.4.4 轮廓字形技术
  2.5 图形求交
   2.5.1 求交点算法
   2.5.2 求交线算法
   2.5.3 包含判定算法
   2.5.4 重叠判定算法
   2.5.5 凸包计算
  2.6 图形裁剪
   2.6.1 直线的裁剪
   2.6.2 多边形的裁剪
   2.6.3 字符串的裁剪
  2.7 OpenGL中的二维图形显示
  习题
第3章 图形变换与输出
  3.1 图形的几何变换
   3.1.1 二维图形几何变换
   3.1.2 三维图形几何变换
   3.1.3 曲线的几何变换
  3.2 坐标系统及其变换
   3.2.1 坐标系统
   3.2.2 观察变换
   3.2.3 投影变换
   3.2.4 窗口视区变换
  3.3 OpenGL中的变换
  习题
第4章 曲线曲面
  4.1 曲线和曲面的表示
  4.2 Bézier曲线曲面
   4.2.1 Bézier曲线
   4.2.2 Bézier曲面
  4.3 B样条曲线曲面
   4.3.1 B样条曲线
   4.3.2 B样条曲面
  4.4 NURBS曲线曲面
   4.4.1 NURBS曲线
   4.4.2 NURBS曲面
  4.5 细分曲线、曲面
   4.5.1 细分曲线和曲面基本知识
   4.5.2 细分曲线
   4.5.3 细分曲面
  4.6 OpenGL中的曲面绘制
  习题
第5章 基本造型方法
  5.1 概述
  5.2 结构实体几何模型
  5.3 分解模型
   5.3.1 八叉树表达
   5.3.2 八叉树的操作
   5.3.3 线性八叉树
  5.4 边界模型
   5.4.1 翼边结构
   5.4.2 半边结构
   5.4.3 欧拉操作
   5.4.4 基本体元的生成
  5.5 非传统造型技术
   5.5.1 分形造型
   5.5.2 粒子系统
  习题
第6章 网格重建与几何处理
  6.1 Delaunay网格重建
  6.2 网格重建的多项式拟合方法
  6.3 基于三维微分属性的网格重建
  6.4 网格修补
  6.5 网格简化
  6.6 网格滤波与光顺
  习题
第7章 基于视觉及人工智能的三维重建
  7.1 基于双目视觉的三维重建
   7.1.1 双目视觉三维重建的基本原理及流程
   7.1.2 传统立体匹配方法
   7.1.3 基于深度学习的端到端立体匹配
  7.2 基于运动的三维形状重建
   7.2.1 从运动恢复结构的基本概念及流程
   7.2.2 深度学习在运动恢复结构中的应用
  7.3 基于明暗的三维形状重建
   7.3.1 基于明暗的三维形状重建基本原理及方法
   7.3.2 深度学习在明暗重建形状中的应用
  7.4 基于先验知识的三维重建
   7.4.1 基于先验知识的几何形状参数化模型
   7.4.2 基于学习的参数化人脸人体重建
  习题
第8章 真实感图形显示
  8.1 真实感图形显示的物理基础
   8.1.1 光在场景中的传输
   8.1.2 光源的属性和表达
   8.1.3 物体表面的反射属性
   8.1.4 颜色空间
  8.2 绘制方程
  8.3 纹理映射
   8.3.1 概述
   8.3.2 纹理映射的基本原理
   8.3.3 纹理映射的反走样
   8.3.4 纹理映射在绘制中的应用
  8.4 基于几何投影的绘制方法
   8.4.1 概述
   8.4.2 表面光照模型的简化计算
   8.4.3 面消隐
   8.4.4 明暗的光滑处理
   8.4.5 阴影生成
  8.5 光线跟踪
   8.5.1 概述
   8.5.2 Whitted光照模型
   8.5.3 基于Whitted模型的光线跟踪算法
   8.5.4 光线与实体的求交
   8.5.5 光线跟踪算法实现
  8.6 OpenGL中的真实感绘制
  习题
第9章 基于GPU的实时渲染技术
  9.1 GPU简介与可编程渲染流水线
   9.1.1 GPU简介
   9.1.2 GPU发展历程
   9.1.3 着色语言
   9.1.4 渲染流水线
  9.2 基于顶点着色器的实时几何变形
   9.2.1 使用流程
   9.2.2 绘制效果
   9.2.3 绘制代码
   9.2.4 着色器代码
   9.2.5 效果对比
  9.3 基于顶点着色器的实时曲面细分
   9.3.1 GPU细分算法
   9.3.2 自适应细分
   9.3.3 Watertight划分
  9.4 基于几何着色器的实时几何生成
   9.4.1 镂空特效
   9.4.2 轮廓线特效
  9.5 基于片段着色器的非侵入式风格化绘制
   9.5.1 非侵入式风格化绘制
   9.5.2 OpenGL截获算法
   9.5.3 风格化渲染技术
   9.5.4 颜色缓存和深度缓存上的实时三维场景的后处理
   9.5.5 算法实现和风格化渲染器
  9.6 基于GPU的实时光线跟踪
   9.6.1 基于GPU的光线跟踪流水线
   9.6.2 基于GPU的光线追踪程序实现
  习题
第10章 虚拟现实与增强现实
  10.1 虚拟现实与增强现实概述
   10.1.1 虚拟现实
   10.1.2 增强现实
  10.2 三维显示技术
   10.2.1 深度感知
   10.2.2 三维显示
  10.3 三维配准技术
  10.4 三维交互技术
   10.4.1 用户界面隐喻
   10.4.2 自然人机交互方法
   10.4.3 交互与沉浸体验
   10.4.4 三维交互开发平台
  10.5 虚拟现实和增强现实典型应用
   10.5.1 虚拟现实典型应用
   10.5.2 增强现实典型应用
  10.6 小结
  习题
第11章 计算机动画与游戏
  11.1 计算机动画概述
   11.1.1 计算机动画的概念
   11.1.2 计算机动画的分类
   11.1.3 计算机动画制作的流程
  11.2 计算机动画中的运动控制技术
   11.2.1 运动学模型
   11.2.2 动力学模型
   11.2.3 逆向动力学模型
   11.2.4 物体的同步运动
  11.3 三维动画的创作方法
   11.3.1 基于关键帧的动画生成
   11.3.2 基于动作捕捉的动画生成
   11.3.3 基于物理模拟的动画生成
   11.3.4 基于机器学习的智能动画生成
  11.4 计算机游戏概述
   11.4.1 计算机游戏的概念
   11.4.2 计算机游戏的发展
   11.4.3 计算机游戏开发流程
   11.4.4 游戏开发引擎
  11.5 游戏场景的组织与绘制
   11.5.1 游戏场景管理
   11.5.2 游戏快速绘制技术
  11.6 游戏图形特效
   11.6.1 过程式建模与绘制技术
   11.6.2 镜头特效模拟
  11.7 小结
  习题
第12章 三维运动的碰撞处理
  12.1 碰撞处理简介
  12.2 离散碰撞检测技术
   12.2.1 BVH加速结构
   12.2.2 空间哈希
   12.2.3 三角形离散求交
  12.3 连续碰撞检测技术
   12.3.1 三角形连续碰撞求交
   12.3.2 连续分离轴技术
   12.3.3 几何过滤器
  12.4 基于多核/GPU的碰撞检测并行加速
   12.4.1 面向多核的并行加速
   12.4.2 面向GPU的并行加速
  12.5 物理仿真中的碰撞响应
   12.5.1 刚体仿真
   12.5.2 柔体仿真
   12.5.3 流体仿真
  12.6 碰撞处理开放平台
   12.6.1 多核加速的并行连续碰撞检测库
   12.6.2 GPU加速的布料仿真API
  习题
第13章 计算机图形学的应用
  13.1 机械运动中的碰撞检测
   13.1.1 传动装置运动仿真
   13.1.2 机械臂运动仿真
  13.2 科学计算可视化
   13.2.1 科学计算可视化的概念和意义
   13.2.2 标量场可视化方法
   13.2.3 矢量场可视化方法
   13.2.4 张量场可视化方法
   13.2.5 可视化应用软件
  13.3 文物数字化
   13.3.1 文物数字化的概念和意义
   13.3.2 文物数字化方法介绍
   13.3.3 文物数字化典型系统介绍
  习题
参考文献

“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材